MEDIO
INTERNO Y HOMEÓSTASIS
El medio
interno es el líquido extracelular. La homeóstasis es la constancia del medio
interno.
En la
composición de los compartimentos líquidos del organismo se encuentra:
En el líquido intracelular
En el líquido extracelular Líquido circulante volumen plasmático
Líquido intersticial
(líquido que baña las células).
El agua
corporal total se calcula mediante el análisis por dilución isotópica mediante
isótopos radiactivos. Ej: agua tritiada (H23O).
El agua del
cuerpo se extrae de la sangre mediante centrifugación.
Para calcular
el líquido intracelular, se inyecta inulina, que llega a todo el líquido
extracelular. La inulina tiene el C14 y es radiactiva. Para calcular
el volumen intracelular se resta el total de agua menos el agua extracelular.
Para calcular
el líquido circulante, se tiene que hacer una análisis por dilución isotópica.
No hay ningún producto que se diluya en el espacio intersticial. El volumen
plasmático sí que se puede calcular porque el plasma lleva muchas proteínas que
no salen con el filtrado hacia el líquido intersticial.
Mediante una
proteína con Yodo radiactivo, y por dilución isotópica, se puede calcular el
volumen plasmático y, después el líquido intersticial.
El plasma
sanguíneo representa un 5% del líquido corporal.
El líquido
intersticial representa un 15% de líquido corporal.
El líquido
intracelular representa un 40% de líquido corporal.
El volumen
sanguíneo (volemia), mediante el volumen plasmático, se puede calcular sacando
sangre, llenando un capilar y centrifugándolo. Se encuentra el valor
hematócrito (% en volumen que las células ocupan dentro de l a sangre). Del
valor hematócrito, mediante una regla de tres, se obtiene el volumen sanguíneo.
Los equivalentes
se calculan:
Peso atómico
Valencia
Las
concentraciones se expresarán en equivalentes/litro.
COMPOSICIÓN DE LOS LÍQUIDOS CORPORALES
(mEq/l)
· El plasma
sanguíneo contiene:
152
mEq/l de cationes Na+ 27 mEq/l de aniones HCO-3
5
mEq/l de catión K+ 113 mEq/l de aniones Cl-
5
mEq/l de catión Ca+ 2 mEq/l de aniones H3PO42-
3
mEq/l de catión Mg+ 1
mEq/l de aniones SO4-
16
mEq/l de aniones de proteínas
El
catión mayoritario es Na+.
El
anión mayoritario es Cl-.
· El líquido
intersticial: tiene básicamente la misma composición que el plasma sanguíneo
con la excepción de las proteínas.
· El líquido
celular, sobretodo tiene K+ i fosfato.
157
mEq/l de catión K+ 113
mEq/l de anión PO43-
14
mEq/l de catión Na+ 74 mEq/l de
proteínas.
26
mEq/l de catión Mg2+ 10 mEq/l de
anión HCO3-
MECANISMOS A TRAVÉS DE LOS CUALES EL AGUA Y
LOS SOLUTOS PASAN A TRAVÉS DE LA MEMBRANA CELULAR
1. Difusión.
2. Difusión
facilitada.
3. Filtración.
4.Transporte
activo.
Los procesos de
difusión en un líquido se producen a favor de gradiente de concentración. Para
que haya difusión se necesita:
-Gradiente de concentraciones. Sólo a
favor.
-Peso molecular. A más grande, más difícil
se difundirá.
-Distancia que tiene que recorrer. Cuanto
más grande, más difícil.
-Sección de la cámara. Dependiendo del
tamaño del poro, mejor.
-Temperatura. Aumenta la movilidad de las
partículas y facilita la difusión.
La membrana es
una bicapa lipídica y, para poderla atravesar, se pasa a través de lípidos o de
los poros preexistentes.
1. Difusión: la
concentración en el interior de la célula tiene que ser menor que fuera. Sólo
funciona a favor de gradiente de concentraciones. Sólo se pueden disolver en la
membrana celular los productos liposolubles.
2. Difusión
facilitada. Hay moléculas que se llaman transportadores, que se juntan con el
soluto y forman un compuesto soluble para la membrana celular. También funciona
sólo favor de gradiente de
concentraciones.
3. Filtración: si
dentro de un capilar, se aumenta la presión de dentro y es mayor que la de
fuera, sale solvente con todas las sustancias diluidas en el solvente. Se
produce por cambios de presión.
4. Transporte
activo. Es un mecanismo que se parece a la difusión facilitada porque también
utiliza transportadores. Funciona contra gradiente de concentraciones y
necesita energía.
FACTORES
QUE AFECTAN LA DIFUSIÓN A TRAVÉS DE MEMBRANAS
1.
LIPOSOLUBILIDAD: Cuanto más liposoluble sea un soluto, más fácilmente será
atravesado por la membrana.
2. PRESENCIA DE
TRANSPORTADORES: Si hay transportadores que permitan la difusión facilitada, se
podrá atravesar la membrana plasmática.
3. TAMAÑO DE LOS
POROS: Cuanto más grande sean, más fácilmente entrará el producto.
4. TAMAÑO REAL DE
LOS IONES: A veces, los iones se juntan con moléculas de agua, de forma que
pueden ser más grandes que los poros.
5. CARGA
ELÉCTRICA DE LOS IONES: Los iones se mueven según su gradiente de
concentraciones hasta que se equilibra el gradiente eléctrico.
La ecuación de
Nerst funciona a 37ºC. Define el gradiente eléctrico que neutraliza un
determinado gradiente de concentraciones, cuando se ha llegado al equilibrio.
ÓSMOSIS
Se manifiesta
sólo en presencia de una membrana semipermeable. El ClNa al 9%0
tiene la misma concentración osmótica que las células.
Los líquidos
isotónicos son los que tienen la misma presión osmótica.
Los líquidos
hipotónicos son los que tienen menor presión osmótica.
Los líquidos
hipertónicos son los que tienen mayor presión osmótica.
El suero
fisiológico es isotónico y tiene una concentración de ClNa del 9%0.
Las
concentraciones osmóticas se expresan en osmoles/l. Un osmol/l es una solución
que tiene por litro un mol de sustancia no disociada.
MECANISMO DE TRANSPORTE ACTIVO
Implica:
-Membrana celular.
-Transportador.
-Molécula a transportar.
-Unión Carrier-soluto.
1. Se necesita un
enzima que transporte la molécula. Estos enzimas son carriers.
2. Hay un dador
de energía, frecuentemente es ATP-> ADP + Pi + Energía, que hace desjuntar
el carrier del soluto y volver al mismo sitio. Es un proceso endotérmico. Hay
ATP y ATPasa.
Tiene que
haber:
-Transportador específico.
-Aporte de energía.
- Molécula a transportar específicamente.
A veces, el
transporte activo puede referirse a más de una molécula. Ej: ATPasa Na+ K+
(bomba electrógena).
Por cada 3 Na+
que saca a fuera, entran 2 K+. Se sacan cargas positivas del
interior hacia el exterior. Se polariza la célula estableciéndose una
diferencia de potencial entre el interior y el exterior de la célula.
La bomba
electrógena hace que las células de nuestro organismo (sobretodo las células
nerviosas), estén polarizadas para que la célula se pueda polarizar. Los
aniones intracelulares deben estar anclados dentro de la célula.
El potencial de
reposo (diferencia de potencial entre el exterior y el interior) de una célula
es consecuencia de los procesos a través de la membrana celular:
-Bomba electrógena (transporte activo).
-Difusión de iones en función del
gradiente.
-Permeabilidad de la membrana.
El Na+
puede atravesar la membrana celular. La célula es polarizada.
Cuando se llega
al equilibrio, según la ecuación de Nerst, se llega a +61 mV.
El potencial de
Nerst para el Na+ es de +61 mV. Si hacemos lo mismo con el K+.
El gradiente de
concentraciones supera el gradiente eléctrico. El potencial de Nerst para el K+
es de -94 mV.
En reposo, la
membrana celular es más permeable para el K+ que para el Na+.
La salida de K+ predomina a la entrada de Na+.
Los -90 mV son
consecuencia de que la membrana celular es más permeable para el K+
que para el Na+ (además de la bomba electrógena).
El potencial de
reposo es el sumatorio de difusión de K+ a través de la membrana en
función de la permeabilidad de la membrana para el K+, más la bomba
electrógena (y su transporte activo y difusión de Na+ a través de la
membrana, en función de la permeabilidad de la membrana plasmática para el Na+.
Para calcular
el potencial de Nerst de varios iones, se hace la ecuación de Goldman.
Ejemplo:
neurona. La neurona es una célula que tiene todo lo que tienen las células
excepto la capacidad de reproducirse. La neurona, para la fisiología son
membranas. Todo lo que pasa a las neuronas son cambios de potencial de la
membrana. (Soma = dentrita y axón).
Las motoneuronas
son neuronas que controlan la actividad motora. Al final tiene los codones
terminales que inervan los músculos.
El axón de la
neurona está rodeado de células de Schwanz. Entre las células de Schwanz están
los nódulos de Ranvier.
Hay neuronas
mielinizadas y amielínicas.
Si durante el
desarrollo embrionario, el axón gira alrededor de la célula de Schwanz y se
enrolla con la célula de Schwanz da neuronas mielinizadas. La célula de Schwanz
se impregna con mielina. Las células mielinizadas, transmiten la información
más rápido que una no mielinizada.
Hay neuronas:
-Monopolares.
-Bipolares.
-Multipolares.
Las células
excitables son neuronas que tienen un potencial de reposo. La neurona,
eléctricamente, tiene el interior negativo y el exterior positivo y se
encuentran a -90 mV en reposo.
Cuando
funciona, se despolariza hasta llegar a +30 mV. Al cabo de un momento, vuelve
otra vez a polarizarse a -90 mV. Este cambio dura 1 milisegundo (10-3
s). Es el potencial de acción.
El potencial de
acción es la expresión del mensaje que transmite una neurona. El axón sólo sabe
transmitir impulsos nerviosos. El cambio eléctrico se propaga del soma hasta
las terminaciones (motoneurona).
OSCILÓGRAFO DE RAYOS CATÓDICOS
Es un tubo
donde se ha hecho el vacío. En el tubo y en la parte anterior (pantalla),
interiormente, hay un material que cuando se le incide un flujo de electrones,
emite luz. Tiene un cátodo y un ánodo dentro del tubo.
Detrás del tubo
hay 2 plaquitas (generadores de barrido), que atraen los electrones hacia un lado
y después cambia el potencial y vuelve a empezar.
Se colocan los
electrodos (1 dentro y otro fuera de los axones). Los electrodos están conectados
a un amplificador y 2 plaquitas (1 arriba y otra abajo para controlar la intensidad).
Inicio.
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